Dalla misura di una particella gli indizi della nuova fisica

La nuova misura della massa di una particella scuote la fisica: una ricerca durata dieci anni indica che il bosone W scoperto nel 1983 da Carlo Rubbia ha una massa circa il doppio di quella prevista dalla teoria di riferimento della fisica, il Modello Standard che descrive la materia, con le particelle che la costituiscono e le forze che le legano fra loro. Il risultato, cui science.org/doi/10.1126/science.abk1781">la rivista Science dedica la copertina, potrebbe essere l'indizio di una nuova fisica.
La misura è stata ottenuta nel Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) di Batavia (Chicago) con l'esperimento Cdf (Collider Detector at Fermilab), di cui l'Italia, con il coordinamento dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), è tra i fondatori con Stati Uniti e Giappone.

Esattamente un anno fa era arrivata una prima scossa al Modello Standard dalla collaborazione 'Muon g-2': indicava che il campo magnetico del muone non si comporta come previsto.

Adesso a minacciare la stabilità della teoria e a far sognare una nuova fisica è il bosone W. Oltre a essere responsabile dei processi di decadimento nucleare che alimentano il Sole, questa particella è uno dei pilastri del Modello Standard; con il bosone Z è infatti il mediatore di una delle quattro forze fondamentali della natura, la forza nucleare debole. In questa architettura complessa, una misura che si discosta da quella prevista dalla teoria potrebbe mettere in discussione la coerenza delle previsioni fatte dal Modello Standard.

"Se venisse confermata, la discrepanza fra la misura che abbiamo ottenuto e quella prevista dal Modello Standard sarebbe molto importante", dice all'ANSA il fisico Giorgio Chiarelli, della sezione dell'Infn di Pisa e portavoce dell'esperimento Cdf con Dave Toback, della Texas A&M University. "Il Modello Standard - prosegue Chiarelli - descrive la materia di cui siamo fatti, ma sappiamo da tempo che non può essere la teoria finale" e "se il nostro risultato venisse confermato, darebbe la direzione verso cui guardare". Si tratta perciò di ripetere l'esperimento e questo sarà possibile al Cern. "La risposta richiederà anni", dice Chiarelli. "Ad oggi, questa è la nostra misura più solida, e la discrepanza tra il valore atteso e quello misurato permane", prosegue. È una misura "precisa allo 0,01%, difficile da riprodurre. È una sfida".

Anche la rivista Science, presentando il risultato, osserva che se sarà confermato, "potrebbe evidenziare le aree in cui il Modello Standard deve essere migliorato o ampliato, o persino fornire un primo assaggio della fisica oltre il Modello Standard". Che il nuovo dato costituisca "una sfida al cuore del Modello Standard" lo scrivono nello stesso numero di Science i fisici Claudio Campagnari, dell'Università della California a Santa Barbara, e Martijn Mulders, del Cern. Ma, "poiché affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie", la misura ottenuta al Fermilab, aggiungono, "richiederà ulteriori esperimenti per fornire una conferma indipendente".